塑料瓶理瓶機設(shè)計論文[帶圖紙]

1、<p>　　本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文) </p><p><b>　　塑料瓶理瓶機設(shè)計</b></p><p><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b>

2、;</p><p><b>　　專 業(yè)：</b></p><p><b>　　大學(xué)機械工程學(xué)院</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代社會的各個領(lǐng)域已經(jīng)逐步實現(xiàn)自動化，特別是生產(chǎn)領(lǐng)域，無論是輕工業(yè)還是重工業(yè)。作為與人們生活密切相關(guān)的

3、藥品、飲料等，它們的生產(chǎn)自動化的實現(xiàn)是一個迫切解決的問題。其生產(chǎn)過程包括很多步驟，其中，玻璃瓶的輸送是一個重要步驟，如何解決輸送問題是一個重要課題。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計目的就是通過對全自動玻璃瓶輸送機現(xiàn)狀的分析，然后利用機電一體化技術(shù)，改進設(shè)計一臺性能可靠、高速、全自動的玻璃瓶輸送機，完全實現(xiàn)玻璃瓶由多排到單排的全自動輸送，并為下一道玻璃瓶的灌裝工序做準備。</p><p>　

4、　該設(shè)計實現(xiàn)了玻璃瓶全自動化輸送，提高了輸送機的處理速度，解決了玻璃瓶的多排變?yōu)閱闻诺霓D(zhuǎn)化問題，整個輸送過程安全可靠，提高了整個流水線的生產(chǎn)能力。總之，對全自動玻璃瓶差速輸送平臺的設(shè)計運用，能顯著提高玻璃瓶的輸送效率，并且節(jié)約了人力資源，具有很高得經(jīng)濟性和市場競爭力。</p><p>　　關(guān)鍵詞：包裝機械，塑料瓶理瓶機，PLC控制，機電一體化</p><p><b>　　ABST

5、RACT</b></p><p>　　Modern society's each domain already gradually realized the automation, specially realm of production, regardless of were the light industry or the heavy industry.same things clos

6、e with our life,as drugs, the drink and so on, their production automation realization is an urgent solution question.Its production process including very many steps, among, the plastic bottle reorganization is an impor

7、tant step, how solves the principle bottle problem is an important topic. </p><p>　　This graduation project goal is the use integration of machinery technology, the improvement designs a performance reliably

8、, high speed, the completely automatic plastic bottle principle bottle machine, realizes completely feeds, the automatic minute bottle automatically, reorganizes automatically the random posture plastic bottle the erect,

9、 the equal-space arrangement, and with conveyer belt seamless connection, realization automatic reorganization and transportation. </p><p>　　The present paper introduced with the principle bottle equipment r

10、elated background knowledge, has analyzed the existing principle bottle machine principle of work, the mechanism and the control mode, the analysis, has studied the existing plastic bottle principle bottle machine defici

11、ency, proposed the part improvement program, designs a complete principle bottle machine transmission structure assembly drawing, the partial detail drawings.The analysis takes care of the bottle machine control fl</p

12、><p>　　Key word: Packing Machinery, Plastic Bottle Principle Bottle Machine, PLC Control, Integration Of Machinery</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要Ⅰ</b>&l

13、t;/p><p><b>　　英文摘要Ⅱ</b></p><p>　　1.國內(nèi)外包裝機械及理瓶機發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1包裝機械的發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2理瓶機的發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　2.理瓶機工作原理及方案設(shè)計6</p><p>

14、;<b>　　3.理瓶機設(shè)計8</b></p><p>　　3.1貯瓶機構(gòu)設(shè)計8</p><p>　　3.2理瓶機構(gòu)設(shè)計9</p><p>　　3.3出瓶機構(gòu)設(shè)計11</p><p>　　3.4傳動系統(tǒng)設(shè)計12</p><p>　　3.4.1 電機與減速器的選擇12</p>

15、<p>　　3.4.2傳動系統(tǒng)概述14</p><p>　　3.4.3 零件的設(shè)計選取及校核14</p><p>　　3.5電氣控制設(shè)計27</p><p>　　3.5.1 PLC背景介紹27</p><p>　　3.5.2 PLC控制設(shè)計及類型選取28</p><p><b>　　

16、結(jié) 論32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p>　　國內(nèi)外包裝機械及理瓶機發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　理瓶機屬于包裝機械，本次設(shè)計的塑料瓶理瓶機主要是針對藥品生產(chǎn)，與裝片機、擰蓋機等組成藥品包裝生產(chǎn)線。毫無疑問，作為包裝機械成套設(shè)備的組成部分，包裝機械的發(fā)展方向勢必引導(dǎo)著理瓶機的發(fā)展

17、方向。</p><p>　　1.1包裝機械的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，全球的包裝機械需求正以每年5.3%的速度增長，2005年的需求額已達290億美元。如此大的包裝機械市場為世界范圍內(nèi)的包裝機械生產(chǎn)商們提供了廣闊的發(fā)展空間。 </p><p>　　包裝機械是隨著新包裝材料的出現(xiàn)和包裝技術(shù)的不斷革新而發(fā)展的。從我國四大發(fā)明中造紙技術(shù)的誕生為紙包裝的產(chǎn)生提供

18、條件開始，到1911年德國生產(chǎn)出全自動成形充填封口機，再到20世紀下半葉包裝新材料、集裝箱等的發(fā)明產(chǎn)生，每一種包裝材料和技術(shù)的創(chuàng)新都促進和推動了包裝機械的進一步完善和發(fā)展。</p><p>　　包裝機械的發(fā)展為食品、藥品的現(xiàn)代化加工和大批量生產(chǎn)提供了必要的保證，如果說制作過程是食品、藥品生產(chǎn)的內(nèi)在過程，那么包裝過程就是其外在形式。由于藥品生產(chǎn)的特殊性，藥品包裝從材料到包裝方式，從環(huán)境要求到標識處理等較之食品包裝更

19、為嚴格，限制條件更為苛刻。這使得藥品包裝機械發(fā)展成為一個相對獨立的機械行業(yè)[1][2]。</p><p>　　我國的制藥包裝機械從無到有，從小到大；從仿制到自主研發(fā)，經(jīng)過多年的發(fā)展，如今我國的制藥機械行業(yè)已初具規(guī)模，并在GMP(藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范) 認證的幾年中獲得了長足發(fā)展。新產(chǎn)品日益增多，技術(shù)水平有了很大的改進，但不可否認我國藥機行業(yè)的總體水平與國外還存在著不少的差距，近60%的產(chǎn)品達不到發(fā)達國家上世紀80

20、年代的水平，先進大型的設(shè)備主要依賴進口，出口額還不足總產(chǎn)值的5%，進口額卻與總產(chǎn)值大抵相當，與發(fā)達國家相去甚遠。</p><p>　　從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，我國包裝機械品種約有1300多種，配套數(shù)量少，缺少高精度和大型化產(chǎn)品，不能滿足市場需求。產(chǎn)品質(zhì)量差距表現(xiàn)在產(chǎn)品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差，外觀造型不美觀，表面處理粗糙，許多元器件質(zhì)量差，壽命短、可靠性低，影響了整體產(chǎn)品的質(zhì)量；機械性能落后，大多精度低、速度慢、平穩(wěn)性差；

21、控制水平低、自動性差、故障率高 [3]。 </p><p>　　在包裝機械的設(shè)計方面，設(shè)計時考慮不充分，沒有為進一步的改造留出足夠的空間，致使設(shè)計的機械只能適應(yīng)于幾種簡單的模版，不適應(yīng)包裝機械材料或模版尺寸的變化；另外許多機械設(shè)計人員對電機拖動同步技術(shù)、伺服傳動技術(shù)不了解，可用簡單的電器設(shè)備解決的問題卻用復(fù)雜的機械裝置來實現(xiàn)；機械造型不美觀，給人感覺僵硬、死板沒有活力。“概念設(shè)計”是指：“在確定了任務(wù)后，通過抽象

22、化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當?shù)淖饔迷砑捌浣M合等，確定出基本求解途徑，得出求解方案，這一部分設(shè)計工作叫做概念設(shè)計?！彼幤钒b機械的概念設(shè)計要求根據(jù)產(chǎn)品生命周期各個階段，進行產(chǎn)品功能創(chuàng)造、功能分解以及功能和子功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計；進行滿足功能和結(jié)構(gòu)要求的工作原理求解和進行實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的工作原理載體方案的構(gòu)思和系統(tǒng)化設(shè)計。將概念設(shè)計的思想融入藥品包裝機械的設(shè)計可以減少設(shè)計失誤，縮短設(shè)計周期，加快產(chǎn)品的開發(fā)，使設(shè)計的產(chǎn)品更合理、更具有親和力、更適合人

23、機工程，同時它也是降低成本和提高企業(yè)競爭力的主要手段。藥包機的概念設(shè)計是一種創(chuàng)造性過程，對設(shè)計者提出了較高的要求，設(shè)計人</p><p>　　員需要掌握現(xiàn)代設(shè)計方法、先進制造技術(shù)、專業(yè)理論、商業(yè)運作等方面的知識。且需綜合運用這些學(xué)科的專門知識和豐富的實踐經(jīng)驗，并通過反復(fù)思考、推理和決策，才能創(chuàng)造出與眾不同的、滿足用戶要求的設(shè)計方案來。 </p><p>　　由于制藥裝備是GMP硬件的重要部

24、分，自從國家推出GMP強制認證制度以來，各地藥廠紛紛加快了技術(shù)改造步伐，生產(chǎn)設(shè)備的大幅度更新為制藥行業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)制藥機械行業(yè)帶來了重大利好，大量的生產(chǎn)線改造為制藥機械企業(yè)帶來了巨大的市場。從整體而言，目前我國大多數(shù)技術(shù)較為先進的包裝機械的研發(fā)還處在仿制階段，獨立開發(fā)的能力還十分有限。目前，我國藥品包裝行業(yè)的年產(chǎn)值大約150億人民幣，年增長速度超過10%。但僅能滿足國內(nèi)制藥企業(yè)80%左右的需求，65%的中國藥品包裝的水平仍然落后于20世紀

25、80年代的世界平均水平。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場競爭的加劇，客戶對機械性能的要求也越來越高，主要體現(xiàn)在以下幾個方面[4]：</p><p>　　1. 高效率，以滿足交貨期的需要和降低工藝流通成本的需要。</p><p>　　2. 適應(yīng)產(chǎn)品更新的需要，具有較高的柔性和靈活性。</p><p>　　3. 設(shè)備可靠性高，故障少

26、，出現(xiàn)故障能實現(xiàn)遠程診斷、維修服務(wù)。</p><p>　　4. 對環(huán)境污染少，包括粉塵、噪聲、廢棄物污染均要少，機械造型教美觀。</p><p>　　5. 購置設(shè)備所需投資盡可能少，價格相對較低。</p><p>　　6. 設(shè)備機械結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。自動化水平較高。</p><p>　　7. 生產(chǎn)能力較高，設(shè)備性能向高速發(fā)展。</p&

27、gt;<p>　　因此，包裝機械的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　　1. 創(chuàng)新速度始終處于首位。只有加快包裝機械的更新?lián)Q代，才能始終代表包裝機械的發(fā)展方向，才能永遠在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。</p><p>　　2. 包裝機械的自動化、高效率化、節(jié)能化。只有符合客戶的口味，才能始終擁有廣闊的市場。毫無疑問，以上三點是每個用戶都無法拒絕的。</p>

28、<p>　　3. 適應(yīng)產(chǎn)品變化，設(shè)計出具有良好柔性和靈活性的設(shè)備提高生產(chǎn)率，降低成本，最大限度滿足生產(chǎn)要求，對每個商家來說，較少的投入較好的回報是他們最愿意看到的。</p><p>　　1.2理瓶機的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　理瓶機的出現(xiàn)改善了藥品、飲料等罐裝產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況，同大多數(shù)新產(chǎn)品一樣，初期的理瓶機設(shè)備簡陋，大部分機器、大多情況依靠人工處理。機器的主要功能是將瓶子“

29、放在”流水線上，硬性的輸出瓶子。機器的性能較差，故障率較高，生產(chǎn)效率較低，但是它的出現(xiàn)還是為包裝生產(chǎn)注入了新鮮血液，并隨著產(chǎn)品的不斷改進，適應(yīng)、促進著包裝機械的發(fā)展。</p><p>　　理瓶機同其他機器一樣，是隨著科技的發(fā)展，代替手工生產(chǎn)，并隨著使用過程逐漸完善，如與電氣控制結(jié)合，PLC控制等。例如江蘇新美星包裝機械有限公司生產(chǎn)的LP系列理瓶機，由PLC控制變頻調(diào)速與整條生產(chǎn)線同步運轉(zhuǎn)。出瓶處由同步帶及星輪控制

30、，確保出瓶穩(wěn)定，無倒瓶、擠瓶現(xiàn)象</p><p>　　同時，機器的一些部件也采用高科技技術(shù)，以提高產(chǎn)品的性能。下面是兩個成型產(chǎn)品，通過它們可以明顯發(fā)現(xiàn)我國的理瓶機的發(fā)展狀況：</p><p>　　如圖1.1所示的LP-120塑料瓶理瓶機，是利用塑料瓶瓶口與瓶底直徑大小不一這一特點進行理瓶。塑料瓶先在送瓶桶內(nèi)通過刮板和送瓶導(dǎo)軌整理成橫向狀態(tài)，推入送瓶槽進入理瓶機構(gòu)，由光電傳感器檢測瓶底瓶口不

31、同狀態(tài)，控制氣缸進行二次理瓶。整理好的瓶子成豎直方向從出瓶口送出進入下道工序。全自動理瓶機主要用于自動整理塑料瓶取代了以往的手工操作，使之完全符合GMP規(guī)范，操作簡單，性能穩(wěn)定，是一種集機電氣一體的自動整理塑料瓶的設(shè)備，能與吞道機等機型聯(lián)動使用。廣泛用于醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)。此機器的自動化程度較高，理瓶方式先進，較一般產(chǎn)品的價格較高，但使用方便，較人性化。</p><p>　　BLB型全自動扁(圓) 瓶理瓶機適

32、用于制藥、化妝品、飲料等行業(yè)包裝塑料扁、圓瓶的理瓶工序。相對于傳統(tǒng)的定向篩選理瓶機，該設(shè)備對于反向的瓶子能夠自動作換向作業(yè)，從而其理瓶效率和生產(chǎn)能力都有大幅提高。該設(shè)備上的所有動力源均可作無級變速。便于和其他設(shè)備聯(lián)線生產(chǎn)。在理瓶過程中，瓶子只和不銹鋼、哇膠、超高分子聚乙烯材料接觸，無毒污染。理瓶全過程為巧妙的機械動作，無需氣源，消除氣源污染和氣源噪音。其高效低耗，無污染的優(yōu)點尤其適用于大批量生產(chǎn)。</p><p>

33、;　　LP-120塑料瓶理瓶機 BLB全自動扁(圓) 瓶理瓶機</p><p>　　圖1.1 理瓶機實物示例</p><p>　　另如，根據(jù)我國飲料灌裝設(shè)備向高速方向發(fā)展的需要， LP-21型理瓶機是以引進國外先進技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)、研制的一種具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的排瓶設(shè)備。其主電機減速器采用扭矩限制機構(gòu)，以防止發(fā)生故障時損壞機器； 采用三次推舉排瓶機構(gòu)，使每個落

34、瓶工位都有三次落瓶，提高出瓶效率；采用掛瓶口輸送風(fēng)道，避免瓶子在輸送時翻倒；設(shè)有破損瓶剔除機構(gòu)；設(shè)有卡瓶檢測器，卡瓶時自動停機并報警；設(shè)有無瓶檢測器，用于給提升機發(fā)出工作信號，提升機將自動補充瓶子；輸瓶風(fēng)道上裝有光電開關(guān)，用于控制理瓶機的啟停；理瓶機設(shè)有注油嘴，可方便地給齒輪、軸承及凸輪加注潤滑油；設(shè)有維修門及模具更換門；主要電器元件(變頻器、PLC、光電開關(guān)、繼電器) 均采用MITSUBISHI、OMRON、SIEMENS等元件；氣路

35、系統(tǒng)均采用德國FESTO產(chǎn)品。以上幾種理瓶機的性能代表了我國理瓶機的生產(chǎn)能力及其理瓶能力?？梢园l(fā)現(xiàn)，相對于以往的理瓶機，其在自動化程度上有了顯著的改進。</p><p>　　美國設(shè)在上海的一家獨資企業(yè)上海美派機械有限公司采用美國的最新機械制造技術(shù)，不久前在我國推出一種高新技術(shù)包裝設(shè)備---皮帶式理瓶機[5]。</p><p>　　皮帶式理瓶機利用離心作用，將瓶子輸送到外軌道，以便傳給控制部

36、分。該輸送機適于各種瓶子，它可自動將各種瓶子區(qū)別開來，并使之有序地排列，以利于傳送。該設(shè)備可根據(jù)用戶的需求，使瓶子立式或臥式傳送。在采用臥式傳送時又可以定位成頸或底引導(dǎo)式，這樣便于灌裝和調(diào)整，而且保持平穩(wěn)。另外該設(shè)備還具有運行便捷、設(shè)計緊湊、無需階梯、快速等特點</p><p>　　綜上，經(jīng)過翻閱資料，查找文獻，網(wǎng)上了解，如今的理瓶機多在機器的外觀，操作，維修，清潔人性化上下功夫,理瓶機的發(fā)展主要體現(xiàn)在：<

37、/p><p>　　1 . 機器力求結(jié)構(gòu)巧妙，體積小、適用瓶形范圍廣，傳動簡單(理瓶僅由一條理瓶軌道來實現(xiàn)) ；力求噪音低，(由于傳動簡單，使得機器運行時噪音很小) ；</p><p>　　2. 避免油污染(例如采用無油潤滑的氣功元件，全機稀油黃油采用集中潤滑系統(tǒng)進行定點、定時、定量的潤滑等等，江蘇新美星推出的36000瓶／小時的高速PET瓶理瓶機筒身采用封閉結(jié)構(gòu)，并保持輕微正壓，防止灰塵侵入

38、。筒身頂部設(shè)有兩個氣缸驅(qū)動的活動蓋，方便維修和清設(shè)有破損瓶、變形瓶剔除機構(gòu)，通常情況下不需停機進行人工清理。如果大批變形、尺寸異常瓶造成落瓶槽堵塞，此時設(shè)在機內(nèi)的檢測開關(guān)將發(fā)出報警信號，并使機器停止運轉(zhuǎn)。操作人員可根據(jù)人機界面上的故障指示進行疏通) ；</p><p>　　3. 動作由可編程序控制器(PLC)控制，自動化程度高，適應(yīng)性強。使設(shè)備自身能與后連設(shè)備達到智能化控制,更換瓶子方便(特殊設(shè)計的落瓶槽能適應(yīng)

39、尺寸相差不太大的瓶子，而不必更換落瓶槽,僅需對落瓶槽作適當調(diào)節(jié)即可實現(xiàn)，節(jié)省投資。部分產(chǎn)品可以根據(jù)用戶提供的瓶子，在制造時加工對應(yīng)的幾條理瓶軌道。瓶子規(guī)格不同時只要換上相應(yīng)的軌道就可以。更換方便，無需經(jīng)驗即可完成，對操作員不需培訓(xùn)) ；</p><p>　　4. 有的產(chǎn)品的理瓶電機采用進口變頻器控制，速度無級可調(diào)，設(shè)有自動跟蹤功能，設(shè)有完善的安全防護措施(例如當維修門和模具更換門打開時，機器不能啟動，此時可使用

40、手動操作器控制機器，理瓶機出瓶撥輪設(shè)有卡瓶檢測器，能有效保護機器安全。反瓶將在出瓶撥輪與風(fēng)送道連接處被剔除。當輸瓶筒內(nèi)瓶子不足時，供瓶機自動供瓶，當輸瓶筒內(nèi)瓶子達到一定數(shù)量時，供瓶機自動停止，當下道工序進瓶輸送帶上瓶子過剩時，機器自動停轉(zhuǎn)，等瓶子減少到一定數(shù)量時，機器又自動運行) 等等。</p><p>　　理瓶機工作原理及方案設(shè)計</p><p>　　理瓶機種類較多，工作原理亦不盡相同，

41、本次設(shè)計的理瓶機的工作原理是利用盤子的旋轉(zhuǎn)，帶動其中(一般為槽中) 的塑料瓶旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中將倒立的瓶子扶正，經(jīng)過出瓶機構(gòu)時，將旋轉(zhuǎn)運動化為直線運動，輸出到下一工序或流水線上。其工作過程可分為以下幾步：</p><p>　　1. 雜亂的塑料瓶由臨時貯瓶機構(gòu)自動進入料斗(由感應(yīng)開關(guān)控制) ，理瓶盤旋轉(zhuǎn)，促使堆積的塑料瓶掉入盤糟中，實現(xiàn)塑料瓶的分離。</p><p>　　2. 理瓶盤旋轉(zhuǎn)，槽

42、中瓶子由料斗輸送到流水線上，回瓶盤反向旋轉(zhuǎn)，未落入槽中的塑料瓶大致處于原來的位置。槽中瓶子通過正瓶部分時，倒瓶被理為正瓶，實現(xiàn)塑料瓶開口一致。</p><p>　　3. 通過出瓶部分，將塑料瓶直接輸送到生產(chǎn)線上，由于盤槽均勻分布的作用，使塑料瓶間間距相等。</p><p>　　故，根據(jù)本次理瓶機設(shè)計的具體要求，初步擬訂設(shè)計方案：</p><p>　　圖2.1 初步

43、設(shè)計方案簡圖</p><p>　　1. 機器組成部分設(shè)計[6][7]：</p><p>　　臨時貯瓶機構(gòu)可設(shè)計成一桶形結(jié)構(gòu)，應(yīng)簡單、耐用、合理。具體尺寸示理瓶盤尺寸協(xié)調(diào)確定。理瓶盤、回瓶盤，為圓形結(jié)構(gòu)，傾斜安裝，利于料斗暫時貯瓶于盤的一側(cè)，具體尺寸，如直徑、厚度、槽寬等，根據(jù)規(guī)定的設(shè)計參數(shù)設(shè)計。料斗、支撐、外殼等應(yīng)與理瓶盤緊密結(jié)合，防止塑料瓶飛出或理瓶盤工作不可靠。設(shè)計正瓶部分，可利用理瓶

44、盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切向力、向心力，以及盤子傾斜產(chǎn)生的落差設(shè)計為一隨旋轉(zhuǎn)方向增高的突起和弧形結(jié)構(gòu)，與出瓶結(jié)構(gòu)緊密相連，出瓶結(jié)構(gòu)可為“巷”式結(jié)構(gòu)，根據(jù)瓶的大小設(shè)計間距，其應(yīng)與理瓶盤、正瓶部分、輸送帶緊密配合，實現(xiàn)理瓶機與輸送帶的無縫連接。正瓶部分、出瓶部分固定于支撐上，安裝可靠，選取裝配時所需零件，如螺釘?shù)萚8][9]。</p><p>　　2. 機器傳動部分設(shè)計</p><p>　　根據(jù)設(shè)計參數(shù)，

45、設(shè)計選擇傳動系統(tǒng)參數(shù)，如減速比、扭矩等，并由此合理選擇電動機、減速機，設(shè)計傳動系統(tǒng)各組成部分，如齒輪(模數(shù)、齒數(shù)) 、軸(結(jié)構(gòu)設(shè)計，各處軸徑[10][11][12]，軸上零件的軸向及周向定位，合理選擇軸承、鍵等標準件，并校核其是否滿足條件) 。為實現(xiàn)理瓶盤、回瓶盤轉(zhuǎn)向相反，可利用一中間齒輪實現(xiàn)兩軸轉(zhuǎn)向相反，或?qū)⒗砥勘P齒輪空套在回瓶盤軸上，確定聯(lián)接方式。確定防護罩、機器等的整體尺寸。畫裝配圖、部分零件圖[13][14][15]。</

46、p><p>　　3. 電氣控制部分設(shè)計</p><p>　　電氣控制主要功用是控制料斗自動加瓶，若料斗內(nèi)瓶量足夠，足以覆蓋光電開關(guān)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，否則，開關(guān)閉和，脈沖觸發(fā)線圈得電，電磁閥動作，加料。如此反復(fù)檢測。如有卡瓶，停機，清除卡瓶，重起動電機。畫出電氣圖。</p><p>　　具體簡圖形式如圖2.1示。</p><p><b>

47、;　　理瓶機設(shè)計</b></p><p>　　由于時間關(guān)系，本次設(shè)計的塑料瓶理瓶機結(jié)構(gòu)相對簡單，主要對理瓶機構(gòu)進行一些設(shè)計，并針對PLC進行部分自動控制設(shè)計。</p><p>　　塑料瓶理瓶機的工作目的是將雜亂無序的塑料瓶整理有序，并使這些有序的瓶子的開口方向一致，所以，理瓶機的工作主體是理瓶機構(gòu)和正瓶機構(gòu)。理瓶機發(fā)展至今，各種類型的理瓶機在外形、理瓶方式、控制方式等方面各有各

48、的不同，亦各有優(yōu)劣。但是無論如何，其都有三部分組成：貯瓶機構(gòu)(吹瓶結(jié)構(gòu)) 、理瓶機構(gòu)、出瓶機構(gòu)。本次設(shè)計是利用槽盤的旋轉(zhuǎn)理瓶。下面一一闡述各部分的設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計結(jié)果。</p><p>　　本次設(shè)計的理瓶機的參數(shù)為：</p><p>　　額定生產(chǎn)能力：6000瓶／小時</p><p>　　適應(yīng)瓶型：直徑30mm，瓶高60mm</p><p>　

49、　主電機功率：0.25kW</p><p>　　主機外形尺寸：Φ3020×2650(直徑×高) </p><p><b>　　3.1貯瓶機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　貯瓶桶，就是臨時貯存將要處理的、雜亂無章的塑料瓶的那部分機構(gòu)。本次設(shè)計的理瓶機為一半自動化機器，可以實現(xiàn)自動理瓶。至于貯瓶機構(gòu)，考慮到生產(chǎn)成本及設(shè)備安放

50、、使用時的布置，不使用自動的吹瓶機構(gòu)，采用人力送瓶方式，直接將將要整理的塑料瓶倒入貯瓶機構(gòu)。同時，理瓶機運轉(zhuǎn)時可能出現(xiàn)小故障，如卡瓶等，也需有工作人員能快速解決。綜上，將貯瓶機構(gòu)設(shè)計為一普通的桶式裝置。</p><p>　　一般來說，貯瓶結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足：容積適中，所存塑料瓶數(shù)量能跟上出瓶機構(gòu)的速度，不需人力較頻繁的向其注入塑料瓶；大小適中，較好的跟理瓶機構(gòu)、出瓶機構(gòu)裝配，整個理瓶機的外形看起來較協(xié)調(diào)、美觀；與料斗(

51、理瓶盤) 銜接良好，能適時、準確的向料斗卸入塑料瓶，且卸入方式柔和，不會妨礙理瓶盤的正常工作。</p><p>　　故，此次設(shè)計的桶式結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有以下要求：理瓶機具有自動卸瓶功能，貯瓶桶底面有可以自動開合的通孔，利用電磁閥控制開合，因塑料瓶應(yīng)倒入理瓶盤較低一側(cè)，以便旋轉(zhuǎn)理瓶，所以通孔的位置也應(yīng)在桶底一側(cè)，以方便貯瓶桶與料斗、理瓶盤裝配，且孔的直徑應(yīng)適中，太大會造成卸瓶粗暴，影響理瓶盤工作，太小會造成卸瓶頻繁，電磁

52、閥效率較低，工作頻繁，也會影響理瓶盤工作；直徑略大于桶的高度(理瓶盤直徑較大，理瓶機整體高度有限，便于人工倒瓶) ；應(yīng)有桶蓋，防止灰塵等污染塑料瓶(藥劑質(zhì)量必須把關(guān)) ，并且開合方便，但應(yīng)能保證不會非意愿的自動開合，可采用嵌入式，推拉開合(理瓶桶直徑較大，不適合擰蓋式) ；貯瓶桶重量有限，可與機體、料斗安全裝配，材料為塑料。</p><p><b>　　3.2理瓶機構(gòu)設(shè)計</b></p

53、><p>　　理瓶機構(gòu)為將亂瓶整理有序的機構(gòu)，是理瓶的具體動作部分，大多數(shù)理瓶機的理瓶機構(gòu)是利用旋轉(zhuǎn)機構(gòu),在機構(gòu)旋轉(zhuǎn)過程中將亂瓶分離、理正。 </p><p>　　理瓶機構(gòu)設(shè)計為盤形結(jié)構(gòu)，貯瓶結(jié)構(gòu)和出瓶結(jié)構(gòu)分別布置在盤形對稱的兩側(cè)，理瓶盤外緣有均勻分布的槽形結(jié)構(gòu)，外圍被料斗圈圍，由貯瓶結(jié)構(gòu)卸入到料斗的塑料瓶，隨著理瓶盤的旋轉(zhuǎn)，將陸續(xù)落入槽中，從而將亂瓶分離(在料斗的圈圍下，槽內(nèi)和料斗內(nèi)的塑料瓶

54、不會隨旋轉(zhuǎn)飛竄) ，隨著理瓶盤的旋轉(zhuǎn)，在塑料瓶轉(zhuǎn)到出瓶機構(gòu)之前，利用正瓶機構(gòu)，將其整理為開口向上，，輸入到流水線上。</p><p>　　圖3.1 貯瓶桶設(shè)計圖</p><p>　　為使塑料瓶在被整理過程中各塑料瓶在同一位置狀況大致相同，以達到整理</p><p>　　同一化，槽的大小應(yīng)滿足：寬度比瓶的底面直徑大5mm左右，長度應(yīng)略小于瓶的高度，而大于<瓶子

55、高度與開口處(直徑較小處) 長度之差>，以便在正瓶時倒瓶可變?yōu)榕P瓶。</p><p>　　理瓶盤安裝時有一定的傾斜度，出瓶機構(gòu)處較高，可使進入槽中的塑料瓶由于重力作用堆積在理瓶盤較低一側(cè)，但是，理瓶盤旋轉(zhuǎn)時，理瓶盤上沒有進入槽中的塑料瓶可能仍會隨理瓶盤轉(zhuǎn)動，所以，在理瓶盤上方安裝一回瓶盤，盤徑略小于理瓶盤直徑與槽長之差，轉(zhuǎn)向與理瓶盤相反，利用二者的相對運動，使料斗內(nèi)未落入槽內(nèi)的塑料瓶大致停留在一個位置。裝配

56、時，將理瓶盤與一齒輪固定在一起，一起空套在回瓶盤軸上，齒輪與減速機輸出軸上大齒輪嚙合；回瓶盤軸上齒輪與減速機輸出軸上大齒輪之間再安裝一中間齒輪，實現(xiàn)理瓶盤與回瓶盤轉(zhuǎn)向相反。 </p><p>　　由于回瓶盤直徑小于理瓶盤直徑，部分塑料瓶可能會堆在槽中瓶之上，并隨理瓶盤轉(zhuǎn)動，對此，可以在料斗上安裝一轉(zhuǎn)輪，位置在電磁閥與出瓶機構(gòu)之間(順著理瓶盤旋轉(zhuǎn)方向一側(cè)) ，離理瓶盤的高度略大于塑料瓶高度，如有瓶子轉(zhuǎn)到此時高于此輪

57、，由于轉(zhuǎn)片旋轉(zhuǎn)，會將此塑料瓶擊到理瓶盤另一側(cè)。</p><p><b>　　3.3出瓶機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　出瓶時，要求各個瓶子的開口方向一致，所以，理瓶盤要有一個正瓶機構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)開口向上的瓶子無阻礙的通過，倒瓶經(jīng)過此時被斧正為開口向上。(設(shè)計理瓶盤上的槽時，使其徑向長度略大于30mm，而小于60mm,這樣，落入槽中的塑料瓶要么為開口向上，要么為開口

58、向下，即不會有臥瓶) 。故，此機構(gòu)的工作順序為：區(qū)分正瓶、倒瓶，倒瓶理正。理瓶盤傾斜安裝，槽中瓶子在旋轉(zhuǎn)過程中從低位置到高位置，即瓶子在進入出瓶機構(gòu)前的狀態(tài)為上部貼在理瓶盤槽內(nèi)側(cè)，所以，如果瓶子為倒瓶，由于開口處直徑小于底部處直徑，可以在理瓶盤下面的支撐板上焊裝一斜放、高度隨理瓶盤旋轉(zhuǎn)方向略微增加的突起，如圖3.3示(虛線部分，俯視，右側(cè)為正視) 。料斗在此部分有一缺口，以方便理瓶(此處高度較高，且缺口較小，瓶子不會被甩出) ，當?shù)蛊拷?jīng)

59、過A時，其開口在A的外側(cè)，隨著旋轉(zhuǎn)由倒瓶變?yōu)榕P瓶(線段B的長度大于瓶子較粗處長度) ，正瓶則無變化的通過。從而實現(xiàn)正瓶、倒瓶的區(qū)分。</p><p>　　如此之后，倒瓶變?yōu)榕P瓶，接下來的任務(wù)是將臥瓶變?yōu)檎?。用一弧形機構(gòu)，傾斜放置，且緊貼理瓶盤。如圖3.4所示，隨著理瓶盤的旋轉(zhuǎn)，瓶子由臥瓶變?yōu)檎浚M入出瓶機構(gòu)?；⌒螜C構(gòu)安裝時，與前后裝置連接緊密，以使正瓶過程連續(xù)，而且弧形的傾斜度應(yīng)適中，既不會因太小而造成正瓶機

60、構(gòu)整體較長，正瓶較慢，也不會因角度較大，理瓶盤速度較低，而造成正瓶不成功，造成卡瓶。</p><p>　　塑料瓶理正后，由出瓶機構(gòu)輸出到流水線上以完成下一生產(chǎn)工序，正瓶機構(gòu)實現(xiàn)將瓶子的圓周運動轉(zhuǎn)化為直線運動，且運動方向為流水線入口處方向?？蓪⒋藱C構(gòu)設(shè)計為由一擋瓶板和一導(dǎo)瓶桿組成，檔瓶板與理瓶盤外切，導(dǎo)瓶桿插在兩層薄理瓶盤之間，前端位于理瓶盤槽最內(nèi)處，使瓶子由旋轉(zhuǎn)變?yōu)檠貙?dǎo)瓶桿運動時比較柔和，不會造成瓶子抵住島瓶桿，

61、將二者固定在支撐板上。兩者之間的距離應(yīng)等于流水線，以使出瓶方便、緊湊、無偏差。同時比瓶子的底面直徑大5mm左右，既不會造成瓶子與二者有較大摩擦而使瓶子堵塞，也不會因間隙過大使瓶子傾斜造成卡瓶。</p><p><b>　　3.4傳動系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　理瓶機正常工作，需要借助動力，特別是理瓶盤的轉(zhuǎn)動。可以在理瓶盤機構(gòu)下設(shè)置一箱體，安放電機和傳動部分，

62、根據(jù)實際生產(chǎn)要求，選用電機和設(shè)計傳動方案。</p><p>　　3.4.1 電機與減速器的選擇</p><p>　　減速機是連接電動機輸出軸與聯(lián)軸器輸入軸的減速機構(gòu)(本次設(shè)計采用減速機直聯(lián)) 。它既要滿足輸送機功率、速比、轉(zhuǎn)矩等的要求，還要具有質(zhì)量輕、體積小、效率高等特點。減速器的種類繁多，按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，按傳動類型可分為齒輪件速器、蝸桿件速器、行星齒輪減速器。按

63、照級數(shù)不同可分為單級和多級減速器。</p><p>　　選用減速機前應(yīng)具備下列原始資料和數(shù)據(jù)：電動機的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速，、功率(或轉(zhuǎn)矩) ；工作機械的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速，、功率(或轉(zhuǎn)矩) 、工作制度(恒定載荷還是變載荷) 、沖擊振動程度、旋轉(zhuǎn)方向等；電動機、工作機、減速器的連接方式、軸身是否有徑向力和軸向力；安裝形式(減速器與原動機、工作機的相對位置) ；傳動比及其允許誤差。</p><p>

64、;　　本次設(shè)計要求理瓶機理瓶速度為100瓶/分鐘，設(shè)計理瓶盤為36槽，即理瓶盤的轉(zhuǎn)速為25/9轉(zhuǎn)/分。選購減速機時，生產(chǎn)廠家一般已將減速機與電動機直聯(lián)，本次設(shè)計的理瓶機，所需功率較小，選用0.25KW電機，所需轉(zhuǎn)矩亦不大所受載荷為恒定載荷，沖擊振動較小，旋轉(zhuǎn)方向可視生產(chǎn)流程布置而定，暫定為順時針轉(zhuǎn)動(由軸的上方觀看) 。安裝形式為輸出軸向上。可根據(jù)此參數(shù)選購減速機。 </p><p>　　采用質(zhì)量較輕的鋁合金減速

65、機，查取減速機選型資料，選用RV75-WB100型減速機，為鋁合金蝸輪蝸桿減速機與微型擺線減速機的組合形式。輸出轉(zhuǎn)速2.8r/min，輸出轉(zhuǎn)矩505N.m，減速比為535。 </p><p><b>　　故,電機轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　減速機外形如圖4-5所示。</p><p>　　圖3.5 減速機實物圖</p>

66、<p>　　3.4.2傳動系統(tǒng)概述</p><p>　　由于須使理瓶盤與其上方的回瓶盤轉(zhuǎn)速相反，所以，輸出軸與理瓶盤軸，回瓶盤軸間的傳動設(shè)計為，減速器輸出軸與一中間軸直聯(lián)，軸上安裝一大齒輪，可以同時與理瓶盤軸、回瓶盤軸上的齒輪嚙合，在輸出軸齒輪與回瓶盤齒輪之間加一齒輪，使理瓶盤軸與回瓶盤軸轉(zhuǎn)速相反。安裝二軸時，將理瓶盤軸空套在回瓶盤軸之上。軸之間安裝軸承以使兩軸轉(zhuǎn)動時相互干涉較小，為節(jié)約成本及不必要的安

67、裝，可采取兩軸配合端處分別安裝兩軸承，軸承間用一套筒頂住兩軸承。</p><p>　　固定理瓶盤軸和回瓶盤軸時，可將兩軸的端蓋固定于一隔板上，隔板固定于減速機之上，與減速機一起固定。具體裝配如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 傳動部分設(shè)計圖</p><p>　　零件的設(shè)計選取及校核</p><p>　　1) .齒輪的初步設(shè)計<

68、;/p><p>　　a. 選用齒輪的材料為大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)處理，小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　b. 齒輪參數(shù)的設(shè)定</p><p>　　輸出軸上的大齒輪需與兩齒輪同時嚙合，且理瓶盤軸與回瓶盤軸中心線同軸，即，輸出軸與兩軸的中心距相同。令輸出軸上的齒輪齒數(shù)為 錯誤!未找到引用源。，理瓶盤軸上齒輪齒數(shù)與其相同，以保證理瓶盤軸轉(zhuǎn)速為2.6r/min，回瓶盤軸上

69、齒輪齒數(shù)為 錯誤!未找到引用源。,中間齒</p><p>　　輪齒數(shù)為 錯誤!未找到引用源。，則： 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　化簡的： 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　為避免根切現(xiàn)象， 錯誤!未找到引用源。，故 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　取 錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。。</p&

70、gt;<p>　　由于理瓶盤軸套裝在回瓶盤軸之上，為防止安裝時中間軸與理瓶盤軸之間發(fā)生相互干涉，暫取m=3。</p><p>　　2).傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算</p><p>　　考慮到電機輸出軸與理瓶盤軸和回瓶盤軸同時嚙合時會產(chǎn)生功率分流，計算時假設(shè)，理瓶盤軸占有2/3的功率，回瓶盤軸占有1/3的功率。</p><p><b>　　a

71、. 各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　電機轉(zhuǎn)速 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　Ⅰ軸(減速機輸出直聯(lián)軸) 轉(zhuǎn)速 錯誤!未找到引用源。 </p><p>　?、蜉S(中間軸) </p><p>　?、筝S(回瓶盤軸)

72、 </p><p>　?、糨S(理瓶盤軸) 錯誤!未找到引用源。=2.8 錯誤!未找到引用源。</p><p><b>　　b. 各軸輸入功率</b></p><p>　　電機軸 錯誤!未找到引用源。</p><p>　?、褫S

73、 錯誤!未找到引用源。</p><p>　?、蜉S </p><p>　?、筝S </p><p><b>　?、糨S</b></p><p>　　c. 各軸轉(zhuǎn)矩 </p><p><b>　　電機軸</b&

74、gt;</p><p>　　Ⅰ軸 錯誤!未找到引用源。 </p><p><b>　?、蜉S </b></p><p><b>　?、筝S </b></p><p><b>　　Ⅳ軸 </b></p><p><b>　

75、　3).齒輪的校核</b></p><p>　　較核時選?、蜉S較小齒輪較核</p><p>　　按齒面接觸疲勞強度初步設(shè)計</p><p>　　小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為 錯誤!未找到引用源。，齒寬系數(shù)按硬齒面、非對稱布置 錯誤!未找到引用源。，齒數(shù)比u=3.33。</p><p>　　a. 計算許用接觸應(yīng)力[ 錯誤!未找到引用源。]。&

76、lt;/p><p>　　由式 </p><p>　　接觸疲勞極限應(yīng)力 錯誤!未找到引用源。，查資料得， 錯誤!未找到引用源。MPa， 錯誤!未找到引用源。MPa。 </p><p>　　安全系數(shù)Z 錯誤!未找到引用源。，由式N=60ant 錯誤!未找到引用源。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　

77、(時間t按工作十年,每年250天，兩班制)。</p><p>　　其中 t=10×250×8h×2=40000h, a=1,n=9.33r/min </p><p>　　錯誤!未找到引用源。查資料得， 錯誤!未找到引用源。1.25， 錯誤!未找到引用源。1.31</p><p><b>　　故 </b>&l

78、t;/p><p>　　b. 驗算齒面接觸疲勞強度：</p><p><b>　　由式</b></p><p>　　(1) 彈性系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，查表得， 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　(2) 接點區(qū)域系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，查資料得 錯誤!未找到引用源。。</p><p>　

79、　(3) 重合度系數(shù) 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　則 </p><p>　　(4) 載荷系數(shù)K K= 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　使用系數(shù) 錯誤!未找到引用源。。查表得 錯誤!未找到引用源。=1.00</p><p>　　動載系數(shù) 錯誤!未找到引用源。由</p><

80、p>　　查資料得 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　齒向載荷分布系數(shù) 錯誤!未找到引用源。按調(diào)質(zhì)齒輪，8級精度，非對稱布置，裝配時不作檢驗調(diào)整，可得</p><p>　　齒間載荷分配系數(shù) 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　查手冊，得 錯誤!未找到引用源。</p><p>　

81、　故 K= 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　驗算齒面接觸疲勞強度</p><p>　　c. 驗算齒根彎曲疲勞強度 </p><p><b>　　由式 </b></p><p>　　(1) 由上可知， 錯誤!未找到引用源。=19358.15N，b=40mm,m=3。</p>&

82、lt;p>　　(2) 載荷系數(shù)K K= 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　使用系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，動載系數(shù) 錯誤!未找到引用源。同前。</p><p>　　齒向載荷分布系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，由 錯誤!未找到引用源。= 錯誤!未找到引用源。，b/h=40/2.25m=40/2.25 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　

83、查手冊得 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　齒向載荷分配系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，由</p><p>　　查手冊得， 錯誤!未找到引用源。=1.4。故</p><p>　　K= 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　(3) 齒形系數(shù) 錯誤!未找到引用源。 由 錯誤!未找到引用源。， 錯

84、誤!未找到引用源。查手冊得</p><p>　　錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。=2.9</p><p>　　(4) 齒根修正系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，由 錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。查手冊得</p><p>　　錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　(5) 重合度系數(shù) 錯誤!未找到引

85、用源。， </p><p>　　(6) 許用彎曲應(yīng)力。由式</p><p>　　查表得，=600MPa, =350MPa 錯誤!未找到引用源。，安全系數(shù)=1，壽命系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，由 錯誤!未找到引用源。，查手冊得， 錯誤!未找到引用源。0.97， 錯誤!未找到引用源。0.95，尺寸系數(shù) 錯誤!未找到引用源。，由m=3,查表得，= =1。則</p><p>

86、;　　(7) 驗算疲勞強度</p><p>　　所以，所設(shè)計齒輪滿足疲勞強度要求，安全。</p><p>　　4) 軸的設(shè)計與校核</p><p>　　a. 初估各軸的直徑</p><p>　　由減速機選型參數(shù)知,其使用系數(shù)f=0.97，電機輸入功率P=0.25KW，所以，各軸的直徑應(yīng)滿足:</p><p><b

87、>　　b. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　在初估軸徑的基礎(chǔ)上，合理安排軸上零件的軸向位置，并解決好軸和軸向零件的軸向位置固定；軸與軸上零件的周向固定，避免應(yīng)力集中；軸上零件便于安裝、拆卸。</p><p>　　為保證軸上零件有確定的軸向位置，防止零件沿軸向移動并傳遞軸向力，軸上零件必須沿軸向在軸上固定，同時，為了可靠的傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，軸上零件還必須與軸有可靠的

88、周向固定。本次設(shè)計，軸向固定采用軸環(huán)，套筒和雙圓螺母；周向固定采用鍵，過盈聯(lián)接。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計請參看圖3.7和表3.1。</p><p>　　圖3.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　表3.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　在初估軸徑的基礎(chǔ)上，合理安排軸上零件的軸向位置，并解決好軸和軸向零件的軸向位置固定；軸與軸上零件的周向固定，避免應(yīng)力集中；軸上零件便于

89、安裝、拆卸。</p><p>　　為保證軸上零件有確定的軸向位置，防止零件沿軸向移動并傳遞軸向力，軸上零件必須沿軸向在軸上固定，同時，為了可靠的傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，軸上零件還必須與軸有可靠的周向固定。本次設(shè)計，軸向固定采用軸環(huán)，套筒和雙圓螺母；周向固定采用鍵，過盈聯(lián)接。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計請參看圖3.7和表3.4。</p><p>　　軸的軸頸和軸頭過渡處的導(dǎo)圓半徑取為1mm，軸頭表面粗糙度 錯誤!

90、未找到引用源。，軸頸處取 錯誤!未找到引用源。。</p><p>　　校核時以軸Ⅱ、軸Ⅲ為例。</p><p><b>　　c. 軸的受力分析</b></p><p><b>　　軸Ⅱ：</b></p><p>　　(1) 求軸上扭矩 </p><p>　　(2) 求齒輪上作

91、用力</p><p><b>　　(3) 確定跨矩</b></p><p>　　右端支反力作用點至齒輪上作用點間的距離為</p><p>　　左端支反力作用點至齒輪上作用點間的距離為</p><p>　　(4) 作計算間圖，圖3.8a示。(以此圖作為水平、垂直位置分析) 。</p><p>　　(

92、5) 求水平面內(nèi)支反力 錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。，并作水平面彎矩 錯誤!未找到引用源。圖，圖3.8b、c示。</p><p>　　故，截面上的彎矩 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　(6) 求垂直面內(nèi)支反力 錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。，并作水平面彎矩 錯誤!未找到引用源。圖，圖3.8d、e示。</p><p>　　故截面

93、上的彎矩 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　(7) 作合成彎矩M圖，圖3.8f示。</p><p>　　圖3.8 軸的受力計算圖</p><p>　　d. 軸的疲勞強度安全系數(shù)校核計算</p><p>　　很明顯，裝齒輪處軸的應(yīng)力集中較嚴重，故其中間截面為危險截面，所以，只需對其進行安全系數(shù)校核。</p><p&

94、gt;　　(1) 應(yīng)力集中系數(shù)</p><p>　　又D/d=33/30=1.1查手冊，得 錯誤!未找到引用源。1.24。</p><p>　　絕對尺寸系數(shù)，查手冊得， 錯誤!未找到引用源。0.91， 錯誤!未找到引用源。0.89。</p><p>　　表面狀態(tài)系數(shù)， 錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。。 錯誤!未找到引用源。。</p>&l

95、t;p>　　(2) 等效系數(shù)，查手冊得 錯誤!未找到引用源。；</p><p>　　(3) 截面的抗彎、抗扭截面模量( 錯誤!未找到引用源。、 錯誤!未找到引用源。) 由軸的直徑d=30mm，鍵槽寬b=8mm，鍵槽深t=4.0mm,查手冊得</p><p>　　(4) 截面上的應(yīng)力</p><p>　　彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)變化，彎曲應(yīng)力幅</p>

96、<p>　　平均應(yīng)力 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變化，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p><p>　　扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅與平均切應(yīng)力相等，</p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p><b>　　彎曲安全系數(shù)</b></p><p>

97、<b>　　扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)</b></p><p><b>　　綜合安全系數(shù)</b></p><p>　　取[S]=1.5 錯誤!未找到引用源。1.8,S>[S],合適</p><p>　　5).校核鍵聯(lián)接的強度</p><p>　　鍵長L=32mm,工作長度l=L-b=32mm-8mm=24m

98、m,鍵高h=7mm,接觸高度k=h/2=7mm/2=3.5mm。</p><p>　　擠壓強度和剪切強度校核</p><p>　　查手冊得[ 錯誤!未找到引用源。]=(100 錯誤!未找到引用源。120)Mpa,[ 錯誤!未找到引用源。]=90Mpa, 錯誤!未找到引用源。[ 錯誤!未找到引用源。], 錯誤!未找到引用源。[ 錯誤!未找到引用源。],故合適。</p><

99、p>　　6) 滾動軸承的選擇與較核</p><p><b>　　仍以Ⅱ軸為例。</b></p><p><b>　　a.選擇軸承類型</b></p><p>　　軸的軸向載荷較小，且軸上零件較少，要求精度不高，故選用結(jié)構(gòu)簡單，價格較低的深溝球軸承。</p><p>　　b.計算當量動載荷 錯誤

100、!未找到引用源。</p><p>　　試選軸承型號，以右端軸承為例，按軸端直徑為d=25mm，試選軸承型號為61905。查設(shè)計手冊，得： 錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。。</p><p>　　由上知 錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。,故</p><p>　　為直齒輪傳動， 錯誤!未找到引用源。。</p><p>　

101、　c. 計算軸承應(yīng)具有的基本額定動載荷 錯誤!未找到引用源。。由式</p><p>　　查手冊得， 錯誤!未找到引用源。， 錯誤!未找到引用源。(軸承工作溫度小于 錯誤!未找到引用源。) ， 錯誤!未找到引用源。，由上，n=9.33r/min，設(shè)定軸承壽命 錯誤!未找到引用源。，代入公式得</p><p>　　小于 錯誤!未找到引用源。</p><p><b&

102、gt;　　3.5電氣控制設(shè)計</b></p><p>　　產(chǎn)品的自動化是生產(chǎn)廠家和使用廠家最愿意看到的，因為對使用商家來說，自動化程度越高，意味著生產(chǎn)率越高；設(shè)備的柔性和靈活性越好；機械完成復(fù)雜動作的能力越高。商家的需要就是廠家的需要。因此，自動化程度的高低決定了某一機器的未來。</p><p>　　本次設(shè)計的理瓶機是一個半自動化的機器，可以實現(xiàn)自動化工作，故障報警，人工排除故

103、障。用PLC實現(xiàn)電氣自動化控制。</p><p>　　理瓶機的結(jié)構(gòu)較簡單，工作過程簡練：將塑料瓶人工倒入貯瓶桶，自動根據(jù)料斗內(nèi)瓶量傾瀉塑料瓶，理瓶盤理瓶，將理好的塑料瓶送到流水線上。所以，一般情況下，理瓶機的故障主要是理瓶盤與出瓶機構(gòu)之間配合有隙，使瓶子意外翻倒，造成卡瓶現(xiàn)象。當然，隨著理瓶機使用時間的增加，一些零件的磨損，零件間配合松落等，會出現(xiàn)理瓶機的傳動精度速度出現(xiàn)偏差的現(xiàn)象。本次PLC控制面對的故障是卡瓶

104、問題。</p><p>　　本次設(shè)計的電氣圖應(yīng)能實現(xiàn)以下功能：電機起動并自鎖，自動根據(jù)料斗內(nèi)瓶量，及時適量的由貯瓶桶向料斗傾瀉塑料瓶，有卡瓶現(xiàn)象停機，操作人員排除故障，重新起動電機。</p><p>　　3.5.1 PLC背景介紹</p><p>　　PLC，即Programmable Logic Controller，是可編程控制器的英文縮寫。所謂可編程控制器，是

105、指以微處理機為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型自動控制裝置。它是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。是一臺專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機?？蓮V泛應(yīng)用于電氣類控制，工業(yè)生產(chǎn)控制，機電設(shè)備控制，模擬量檢測及控制，網(wǎng)

106、絡(luò)通信控制等，實現(xiàn)邏輯控制，運動控制，閉環(huán)過程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)等功能。</p><p>　　PLC發(fā)展至今，產(chǎn)品越來越適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)，具有以下優(yōu)點：可靠性高，抗干擾能力強可直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場而穩(wěn)定可靠的工作，且平均無故障時間大大超過10萬小時；適應(yīng)性強，應(yīng)用靈活，品種齊全，多采用模塊式硬件結(jié)構(gòu)，組合擴展方便，可滿足系統(tǒng)大小不同、功能繁簡不同的控制系統(tǒng)要求；編程方便，易于使用，可采用與繼電器電路相似的梯形圖

107、語言或面向?qū)ο蟮捻樞蚩刂屏鞒虉D語言，使編程簡單方便；控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便，內(nèi)有各種繼電器、計數(shù)器元件，用程序代替硬接線，安裝接線工作量少；維修方便，維修工作量小，PLC具有完善的自診斷、履歷情報存儲及監(jiān)視功能，工作人員只需根據(jù)狀態(tài)顯示查處故障原因，迅速處理；功能完善，除基本的邏輯控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算等功能外，配合特殊功能模塊可以實現(xiàn)點位控制、PID運算、過程控制、數(shù)字控制等功能可與上位機通信，通過遠程控制模塊控制遠方設(shè)備等

108、。</p><p>　　3.5.2 PLC控制設(shè)計及類型選取</p><p>　　設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時應(yīng)遵循以下原則：最大限度的滿足被控對象的控制要求，并在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用、維修方便；保證控制系統(tǒng)安全、可靠；選擇PLC容量時，應(yīng)適當留有裕量，以滿足生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進的需求。</p><p>　　隨著微電子技術(shù)、計算技術(shù)、通信技術(shù)、

109、容錯控制技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、的飛躍發(fā)展，可編程控制器的數(shù)量、型號、品種、以異乎尋常的速度發(fā)展。目前，可編程控制器的生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品型號、規(guī)格不計其數(shù)。但主要有歐、日、美三塊。以歐洲的西門子，日本的三菱、歐姆龍，美國的AB、GE公司為代表。其生產(chǎn)的從小到大的全系列產(chǎn)品，可滿足各種各樣的要求。但其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，使用場合也有側(cè)重，因此，合理選擇PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標都起著重要

110、的作用。</p><p><b>　　1).機型的選擇</b></p><p>　　機型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿足要求的情況下，保證可靠、維護方便以及最佳的性能價格比。對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好(維修量較小) 的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)PLC，其他情況選用模塊式結(jié)構(gòu)PLC；對于開關(guān)量控制的工程項目，對其控制速度無須考慮，一般的低檔機就能滿足要求，以開關(guān)量為主、帶